(57)【要約】【課題】  液圧供給シリンダの容量を越える大型の成形品を高精度で得られる液圧成形装置を提供する。【解決手段】  重ね合せて外周端部が互いに接合された、少なくとも２枚の板材１１，１２からなる予備成形体１０を、挟み込んで型締めするための金型３０，３５、成形媒体の圧力を増大させるための液圧供給シリンダ４０、液圧供給シリンダ４０からの成形媒体を、金型３０，３５によって型締めされた予備成形体１０の内部に、供給するための液圧回路６０、予備成形体１０の成形進行状態を検出するための状態検出手段５１，７０，７１，７２、状態検出手段５１，７０，７１，７２によって検出される成形進行状態に応じて、液圧供給シリンダ４０を制御する指令を発する制御装置５０、および、前記指令による液圧供給シリンダ４０の後退時に、液圧回路６０の圧力を保持するための圧力保持手段６１を有する。【選択図】            図４
2005095912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合せて外周端部が互いに接合された、少なくとも２枚の板材からなる予備成形体を、挟み込んで型締めするための金型、
成形媒体の圧力を増大させるための液圧供給シリンダ、
前記液圧供給シリンダからの成形媒体を、前記金型によって型締めされた予備成形体の内部に、供給するための液圧回路、
予備成形体の成形進行状態を検出するための状態検出手段、
前記状態検出手段によって検出される成形進行状態に応じて、前記液圧供給シリンダを制御する指令を発する制御装置、および、
前記指令による前記液圧供給シリンダの後退時に、前記液圧回路の圧力を保持するための圧力保持手段
を有することを特徴とする液圧成形装置。
【請求項２】
前記状態検出手段は、成形媒体の圧力を検出するための圧力検出手段を有し、
前記制御装置は、前記圧力検出手段によって検出される成形媒体の圧力に基づいて、前記液圧供給シリンダを後退させるための指令を発することを特徴とする請求項１に記載の液圧成形装置。
【請求項３】
前記状態検出手段は、成形媒体の流量を検出するための流量検出手段を有し、
前記制御装置は、前記流量検出手段によって検出される成形媒体の流量に基づいて、前記液圧供給シリンダを後退させるための指令を発することを特徴とする請求項１に記載の液圧成形装置。
【請求項４】
前記状態検出手段は、前記液圧供給シリンダの位置を検出するための位置検出手段を有し、
前記制御装置は、前記位置検出手段によって検出される前記液圧供給シリンダの位置に基づいて、前記液圧供給シリンダを後退させるための指令を発することを特徴とする請求項１に記載の液圧成形装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記位置検出手段によって、前記液圧供給シリンダがストロークエンドに達したことが検出されると、前記液圧供給シリンダを後退させるための指令を発することを特徴とする請求項４に記載の液圧成形装置。
【請求項６】
前記状態検出手段は、前記液圧供給シリンダの前進時間を検出するための時間検出手段を有し、
前記制御装置は、前記時間検出手段によって検出される前記液圧供給シリンダの前進時間に基づいて、前記液圧供給シリンダを後退させるための指令を発することを特徴とする請求項１に記載の液圧成形装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記時間検出手段によって検出される前記液圧供給シリンダの前進時間から算出される成形媒体の流量に基づいて、前記液圧供給シリンダを後退させるための指令を発することを特徴とする請求項６に記載の液圧成形装置。
【請求項８】
前記状態検出手段は、成形媒体の圧力を検出するための圧力検出手段、成形媒体の流量を検出するための流量検出手段、前記液圧供給シリンダの位置を検出するための位置検出手段、および、前記液圧供給シリンダの前進時間を検出するための時間検出手段からなる群から選択される２つ以上の検出手段を有し、
前記制御装置は、前記２つ以上の検出手段による検出値に基づいて、前記液圧供給シリンダを後退させるための指令を発することを特徴とする請求項１に記載の液圧成形装置。
【請求項９】
重ね合せて外周端部が互いに接合された、少なくとも２枚の板材からなる予備成形体を、金型によって挟み込んで型締めし、
液圧供給シリンダを前進させることで、圧力が増大させられた成形媒体を、液圧回路を経由して、前記金型によって型締めされた予備成形体の内部に供給し、
予備成形体の成形進行状態に応じて、前記液圧回路の圧力を保持しつつ前記液圧供給シリンダを後退させ、
その後、前記液圧供給シリンダを再度前進させる
ことを特徴とする液圧成形方法。
【請求項１０】
前記液圧供給シリンダを後退させるための指令は、成形媒体の圧力を検出することに基づいて、発せられることを特徴とする請求項９に記載の液圧成形方法。
【請求項１１】
前記液圧供給シリンダを後退させるための指令は、成形媒体の流量を検出することに基づいて、発せられることを特徴とする請求項９に記載の液圧成形方法。
【請求項１２】
前記液圧供給シリンダを後退させるための指令は、前記液圧供給シリンダの位置を検出することに基づいて、発せられることを特徴とする請求項９に記載の液圧成形方法。
【請求項１３】
前記液圧供給シリンダを後退させるための指令は、前記液圧供給シリンダの位置が、ストロークエンドに達したことが検出された場合に、発せられることを特徴とする請求項１２に記載の液圧成形方法。
【請求項１４】
前記液圧供給シリンダを後退させるための指令は、前記液圧供給シリンダの前進時間を検出することに基づいて、発せられることを特徴とする請求項９に記載の液圧成形方法。
【請求項１５】
前記液圧供給シリンダを後退させるための指令は、前記液圧供給シリンダの前進時間から算出される成形媒体の流量に基づいて、発せられることを特徴とする請求項１４に記載の液圧成形方法。
【請求項１６】
前記液圧供給シリンダを後退させるための指令は、成形媒体の圧力、成形媒体の流量、前記液圧供給シリンダの位置、および、前記液圧供給シリンダの前進時間からなる群から選択される２つ以上の項目を検出することに基づいて、発せられることを特徴とする請求項９に記載の液圧成形方法。
【請求項１７】
前記項目は、成形媒体の圧力および成形媒体の流量であり、
前記液圧供給シリンダを後退させるための指令は、成形媒体の流量の変化に対する成形媒体の圧力の変化の比率に基づいて、発せられることを特徴とする請求項１６に記載の液圧成形方法。
【請求項１８】
前記液圧供給シリンダの後退および前進を、複数回繰り返すことを特徴とする請求項９〜１７のいずれか１項に記載の液圧成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧成形装置および液圧成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液圧成形装置においては、外周端部が互いに接合された２枚の板材からなる予備成形体に、液圧供給シリンダから吐出される高圧の成形媒体を注入することで、予備成形体を膨出変形させ、複雑な形状の成形品を得ている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００３】
また、複動型の液圧供給シリンダを備えた増圧器を有するものもある（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００２−９６１１６号公報
【特許文献２】特開２００２−２７３５２５号公報
【特許文献３】特開２００２−１３０２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の液圧成形装置は、液圧供給シリンダの吐出流量つまりシリンダ容量によって、供給できる成形媒体の流量が規定されるため、液圧供給シリンダの容量を越える容積を持った成形品は得ることができない。このため、多品種の部品の製造に対応するためには、容量に余裕を持った大型の液圧供給シリンダを備える必要があり、液圧成形装置が大型化するという問題を有している。
【０００５】
一方、特許文献３に記載の液圧成形装置は、シリンダの容量を越えた成形品を得ることが可能である。しかし、液圧供給シリンダが複雑化し、また、複動型シリンダは原理的に圧力変動が発生するため、成形品の寸法精度や再現性などの製品品質に影響を及ぼす虞がある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、液圧供給シリンダの容量を越える大型の成形品を高精度で得られる液圧成形装置および液圧成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
重ね合せて外周端部が互いに接合された、少なくとも２枚の板材からなる予備成形体を、挟み込んで型締めするための金型、
成形媒体の圧力を増大させるための液圧供給シリンダ、
前記液圧供給シリンダからの成形媒体を、前記金型によって型締めされた予備成形体の内部に、供給するための液圧回路、
予備成形体の成形進行状態を検出するための状態検出手段、
前記状態検出手段によって検出される成形進行状態に応じて、前記液圧供給シリンダを制御する指令を発する制御装置、および、
前記指令による前記液圧供給シリンダの後退時に、前記液圧回路の圧力を保持するための圧力保持手段
を有することを特徴とする液圧成形装置である。
【０００８】
上記目的を達成するための請求項９に記載の発明は、
重ね合せて外周端部が互いに接合された、少なくとも２枚の板材からなる予備成形体を、金型によって挟み込んで型締めし、
液圧供給シリンダを前進させることで、圧力が増大させられた成形媒体を、液圧回路を経由して、前記金型によって型締めされた予備成形体の内部に供給し、
予備成形体の成形進行状態に応じて、前記液圧回路の圧力を保持しつつ前記液圧供給シリンダを後退させ、
その後、前記液圧供給シリンダを再度前進させる
ことを特徴とする液圧成形方法である。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した本発明は以下の効果を奏する。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、液圧供給シリンダを前進させ、予備成形体が所定の成形進行状態となった瞬間に、成形媒体の圧力を保持したまま液圧供給シリンダを後退させ、その後、液圧供給シリンダを再度前進させることが可能であり、液圧供給シリンダの容量以上の成形品を得ることができる。
【００１１】
したがって、多品種の部品の製造に対応するために、容量に余裕を持った大型の液圧供給シリンダを設ける必要はなく、液圧成形装置の大型化を避けることが可能である。また、液圧供給シリンダとして複動型シリンダを適用する必要がないため、成形品の寸法精度や再現性などの製品品質に、影響が及ばない。つまり、液圧供給シリンダの容量を越える大型の成形品を高精度で得られる液圧成形装置を提供することが可能である。
【００１２】
請求項９に記載の発明によれば、液圧供給シリンダを前進させ、予備成形体が所定の成形進行状態となった瞬間に、成形媒体の圧力を保持したまま液圧供給シリンダを後退させ、その後、液圧供給シリンダを再度前進させるため、液圧供給シリンダの容量以上の成形品を得ることができる。
【００１３】
したがって、多品種の部品の製造に対応するために、容量に余裕を持った大型の液圧供給シリンダを設ける必要はなく、液圧成形装置の大型化を避けることが可能である。また、液圧供給シリンダとして複動型シリンダを適用する必要がないため、成形品の寸法精度や再現性などの製品品質に、影響が及ばない。つまり、液圧供給シリンダの容量を越える大型の成形品を高精度で得られる液圧成形方法を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る成形品を説明するための斜視図、図２は、図１に示される成形品に係る予備成形体を説明するための斜視図、図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに関する断面図である。
【００１６】
成形品２０は、例えば、自動車構造部材であり、予備成形体１０を液圧成形した後、両端の余肉部分を適宜切断することによって得られる。
【００１７】
予備成形体１０は、重ね合せられた少なくとも２枚の板材１１，１２からなる。板材１１，１２は、例えば、厚さ１．８ｍｍの鋼板からなり、材料強度が４４０ＭＰａである。板材１１，１２の外周端部は、全周に渡って接合部１３を有し、気密性が確保されている。接合部１３は、例えば、レーザー溶接、アーク溶接、あるいは、接着剤によって形成される。
【００１８】
予備成形体１０は、液圧注入部１４および注入口１９を有する。液圧注入部１４は、液圧成形装置のノズル部を挿入するための開口部１８と、挿入されるノズル部を配置するためのドーム状部とを有する。
【００１９】
開口部１８は、例えば、板材１２に形成され、ドーム状部は、板材１１に形成される。注入口１９は、凸状であり、液圧注入部１４のドーム状部から延長して形成され、ノズル部から供給される成形媒体を、予備成形体１０の内部に注入するために使用される。成形媒体は、例えば、水である。
【００２０】
図４は、本発明の実施の形態に係る液圧成形装置を説明するための断面図である。本実施の形態に係る液圧成形装置は、予備成形体１０を挟み込んで型締めするための金型、成形媒体の圧力を増大させるための液圧供給シリンダ４０、予備成形体１０の内部に成形媒体を供給するための液圧回路、および制御装置５０を有する。
【００２１】
金型は、成形品２０の外形形状に対応するキャビティ３１，３６が形成される上型３０および下型３５を有する。上型３０および下型３５は、型締めおよび型開きのために、近接離間可能である。上型３０は、予備成形体１０の液圧注入部１４に対応する凹部３４と、予備成形体１０の注入口１９に対応する凹溝３３とを有する。
【００２２】
下型３５は、液圧回路に連結される流路３８と、ノズル部３７とを有する。流路３８は、下型３５の内部を延長し、ノズル部３７に達している。ノズル部３７は、板材１２に形成される開口部１８に挿入され、予備成形体１０の液圧注入部１４に配置される。
【００２３】
ノズル部３７から供給される成形媒体は、液圧注入部１４から延長して形成される注入口１９を流れて、予備成形体１０の内部に注入される。つまり、ノズル部３７は、予備成形体１０に対する成形媒体の注入手段である。
【００２４】
液圧供給シリンダ４０は、増圧シリンダによって構成され、液圧回路に連結される。液圧供給シリンダ４０の２次側ピストン面積４２は、１次側ピストン面積４１に比べ小さく設定されている。したがって、液圧供給シリンダ４０は、一回のストロークにより供給可能な流量が制限されているが、高圧の成形媒体を供給可能である。
【００２５】
液圧供給シリンダ４０は、油圧式あるいは空圧式の駆動源を有し、例えば、電磁バルブからなる作動手段４５によって自在に作動させられる。なお、液圧供給シリンダ４０の駆動源は、油圧式あるいは空圧式に限定されない。また、液圧供給シリンダ４０には、ピストン４３の位置つまりストロークを検出するための位置検出手段７２が配置される。
【００２６】
液圧回路は、下型３５のノズル部３７に連通する流路３８に接続される配管手段６０，６５を有する。配管手段６０は、逆止弁６１、液圧供給シリンダ４０、逆止弁６２、ポンプ６３、および、成形媒体を収容するためのタンク６４が、順に接続されている。配管手段６５は、切換バルブ６６を介してタンク６７に接続されている。切換バルブ６６は、成形媒体を抜き出して、除圧するために使用される。
【００２７】
逆止弁６１は、液圧供給シリンダ４０（ピストン４３）の後退時に閉じるため、液圧回路の圧力を保持するための圧力保持手段として機能する。
【００２８】
流路３８と液圧供給シリンダ４０との間には、成形媒体の圧力を検出するための圧力検出手段７０および成形媒体の流量を検出するための流量検出手段７１が配置される。
【００２９】
制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０の作動手段４５、圧力検出手段７０、流量検出手段７１および位置検出手段７２に接続され、また、液圧供給シリンダ４０の作動時間を検出することが可能である時間検出手段（タイマ）５１を内蔵している。また、制御装置５０は、切換バルブ６６およびポンプ６３に接続されており、切換バルブ６６およびポンプ６３を制御することが可能である。
【００３０】
成形媒体の圧力、成形媒体の流量、液圧供給シリンダ４０の位置（ストローク）、液圧供給シリンダ４０の前進時間は、予備成形体１０の成形進行状態と対応関係がある。したがって、制御装置５０は、圧力検出手段７０、流量検出手段７１、位置検出手段７２および時間検出手段５１によって検出される情報（検出値）に基づいて、予備成形体１０の成形進行状態を正確にモニタリングできる。したがって、液圧供給シリンダ４０を制御するための指令を、最適なタイミングで、作動手段４５に発することが可能である。
【００３１】
つまり、圧力検出手段７０、流量検出手段７１、位置検出手段７２および時間検出手段５１は、予備成形体の成形進行状態を検出するための状態検出手段であり、制御装置５０は、少なくとも１つ以上の状態検出手段７０，７１，７２，５１による検出値に基づいて、液圧供給シリンダ４０を後退させるための指令を発する。
【００３２】
以上のように、本発明の実施の形態に係る液圧成形装置は、液圧供給シリンダを前進させ、予備成形体が所定の成形進行状態となった瞬間に、成形媒体の圧力を保持したまま液圧供給シリンダを後退させ、その後、液圧供給シリンダ４０を再度前進させることが可能であり、液圧供給シリンダの容量以上の成形品を得ることができる。
【００３３】
したがって、多品種の部品の製造に対応するために、容量に余裕を持った大型の液圧供給シリンダを設ける必要はなく、液圧成形装置の大型化を避けることが可能である。また、液圧供給シリンダとして複動型シリンダを適用する必要がないため、成形品の寸法精度や再現性などの製品品質に、影響が及ばない。つまり、液圧供給シリンダの容量を越える大型の成形品を高精度で得られる液圧成形装置を提供することが可能である。
【００３４】
また、容積の大きな成形品の生産追加や計画変更をなす場合において、装置を新設するための投資を排除でき、しかも、高価な液圧供給シリンダを変更することなく、制御装置の改造、状態検出手段および圧力保持手段の追加だけで、極めて経済的かつ短期間で容易に対応することができる。
【００３５】
なお、圧力検出手段、流量検出手段、位置検出手段および時間検出手段の全てを、設ける必要はなく、適宜選択して構成することも可能である。つまり、状態検出手段は、圧力検出手段、流量検出手段、位置検出手段および時間検出手段からなる群から選択される少なくとも１つ以上の検出手段を有していればよく、この場合、装置が簡素化される。
【００３６】
次に、本実施の形態に係る液圧成形装置を使用した液圧成形方法を説明する。なお、図５は、図４に示される液圧成形装置における液圧成形の終了時を説明するための断面図である。
【００３７】
本液圧成形方法においては、液圧供給シリンダ４０（ピストン４３）を前進させ、予備成形体１０の内部に成形媒体を注入することにより膨出変形を開始させ、予備成形体１０の成形進行状態に応じて、成形媒体の圧力を保持したまま液圧供給シリンダ４０を後退させ、その後、液圧供給シリンダ４０を再度前進させて、予備成形体１０の内部に対する成形媒体の注入を再開することを適宜繰り返すことにより、液圧成形を行うものである。
【００３８】
詳述すると、図２に示される予備成形体１０が、上型３０および下型３５によって、挟み込まれて型締めされる（図４参照）。
【００３９】
制御装置５０は、切換バルブ６６を開き、ポンプ６３を作動させ、液圧供給シリンダ４０および配管手段６０の内部に成形媒体を満たすとともに、内部の空気を、配管手段６５を経由して排出する。その後、切換バルブ６６を閉じる。
【００４０】
制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０を前進（矢印方向）させるための指令を、作動手段４５に対して発する。作動手段４５は、液圧供給シリンダ４０を制御し、ピストン４３を前進させる。液圧供給シリンダ４０内の成形媒体は、配管手段６０および流路３８を経由し、予備成形体１０の液圧注入部１４に配置されるノズル部３７から、注入口１９に供給され、予備成形体１０の内部に注入される。注入された成形媒体は、予備成形体１０を膨出変形させる。
【００４１】
制御装置５０は、圧力検出手段７０、流量検出手段７１、位置検出手段７２および時間検出手段５１によって検出される情報に基づいて、予備成形体１０の成形進行状態を正確にモニタリングしており、予備成形体１０が所定の成形進行状態となったことを検出すると、液圧供給シリンダ４０を後退（矢印に対して反対方向）させるための指令を、作動手段４５に対して発する。
【００４２】
つまり、液圧供給シリンダ４０を後退させるための指令は、成形媒体の圧力、成形媒体の流量、液圧供給シリンダ４０の位置、液圧供給シリンダ４０の前進時間からなる群から選択される１つ以上の項目を検出することに基づいて、発せられる。
【００４３】
作動手段４５は、液圧供給シリンダ４０を制御し、ピストン４３を後退させる。なお、液圧供給シリンダ４０の後退時は、逆止弁６１が閉じることにより、予備成形体１０および配管手段６０の内部の圧力は保持されるとともに、ポンプ６３により、液圧供給シリンダ４０の内部に、成形媒体が満たされる。
【００４４】
その後、制御装置５０からの指令により、液圧供給シリンダ４０を再度前進させると、逆止弁６１が開き、成形媒体の供給が再開されることで、成形媒体が予備成形体１０の内部に注入され、膨出変形が進行する。
【００４５】
液圧供給シリンダ４０の前進と、成形媒体の圧力を保持したままでの液圧供給シリンダ４０の後退とを適宜繰り返し、予備成形体１０の内部に付加される圧力を、所定の最終圧力に到達させる。その結果、予備成形体１０は、成形品２０の外形形状に対応する上型３０および下型３５のキャビティ３１，３６に合致した形状まで膨出成形され、液圧成形が完了する（図５参照）。
【００４６】
その後、制御装置５０は、切換バルブ６６を開き、高圧の成形媒体を抜き出す。除圧後型開きされ、金型から取り出された後で、液圧注入部１４や両端の余肉部が適宜切除されることで、所望の成形品２０（図１参照）が得られる。
【００４７】
次に、成形媒体の圧力と流量の関係と、液圧供給シリンダの後退指令のタイミングについて詳述する。図６（Ａ）〜（Ｄ）は、液圧成形の開始時、初期、中間期、終了時をそれぞれ説明するための断面図、図７は、予備成形体の膨出変形の進行による成形媒体の圧力と流量の経時変化を示しているグラフである。
【００４８】
図６（Ａ）に示される開始時の状態から、図６（Ｂ）に示される予備成形体１０の膨出変形が急激に進行する初期（圧力Ｐ１）、図６（Ｃ）に示される予備成形体１０の膨出部の頂点１５が上型３０および下型３５のキャビティ３１，３６に最初に接する中間期（圧力Ｐ２）に達するまでは、図７のグラフに示されるように、成形媒体の圧力は小さい一方、流量は大きい。圧力Ｐ１およびＰ２は、例えば、１０および２５ＭＰａである。
【００４９】
図６（Ｃ）に示される中間期を過ぎて、予備成形体１０の膨出部と上型３０および下型３５のキャビティ３１，３６との接触面積が増大するに従って、必要とされる成形媒体の流量は、相対的に低下する一方、必要とされる圧力は、急激に上昇する。
【００５０】
その後、成形媒体の圧力が、キャビティ３１，３６の角部近傍３２の成形に必要な（成形品の角部曲率半径が得られる）最終圧力Ｐ３まで上昇することで、予備成形体１０は、最終の製品形状に成形される。例えば、最終圧力Ｐ３は１２０ＭＰａである。
【００５１】
次に、状態検出手段として圧力検出手段７０を適用し、液圧供給シリンダ４０の容量に対して２倍以上の容積を有する大型の成形品を得る場合を一例として、説明する。
【００５２】
まず、制御装置５０からの指示により、液圧供給シリンダ４０を前進させ、成形媒体の注入を開始すると、予備成形体１０の膨出変形の進行とともに、成形媒体の圧力は上昇していく。
【００５３】
圧力検出手段７０は、圧力がＰ１に達したことを検出すると、制御装置５０に信号を発する。信号を検出した制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０を後退させるための指令を発する。液圧供給シリンダ４０の後退時は、逆止弁６１が閉じることにより、予備成形体１０および配管手段６０の内部の圧力は、Ｐ１に保持されるとともに、ポンプ６３により、液圧供給シリンダ４０の内部に、成形媒体が満たされる。
【００５４】
制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０が後退端に達したら、液圧供給シリンダ４０を再度前進させる。逆止弁６１は、液圧供給シリンダ４０の内部の圧力がＰ１に達することで、開き、成形媒体の注入が再開される。液圧供給シリンダ４０の前進が継続し、圧力検出手段７０により圧力がＰ２に達したことが検出されると、制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０を後退させるための指令を発する。
【００５５】
液圧供給シリンダ４０の後退時は、逆止弁６１が閉じることにより、予備成形体１０および配管手段６０の内部の圧力は、Ｐ２に保持されるとともに、ポンプ６３により、液圧供給シリンダ４０の内部に、成形媒体が満たされる。
【００５６】
制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０が後退端に達したら、液圧供給シリンダ４０を再度前進させる。逆止弁６１は、液圧供給シリンダ４０の内部の圧力がＰ２に達することで、開き、成形媒体の注入が再開される。液圧供給シリンダ４０の前進が継続し、圧力検出手段７０により圧力がＰ３（最終圧力）に達したことが検出されると、制御装置５０は、成形を完了させる。
【００５７】
以上の結果、液圧供給シリンダ４０の容量に対して２倍以上の容積を有する大型の成形品が得られる。なお、液圧供給シリンダ４０の後退回数は、２回に限定されず、例えば、液圧供給シリンダ４０の容量と成形品の容積との関係や成形条件を考慮して、適宜設定することが可能である。
【００５８】
次に、状態検出手段として流量検出手段７１を適用する場合を、説明する。
【００５９】
まず、制御装置５０からの指示により、液圧供給シリンダ４０を前進させ、成形媒体の注入を開始すると、予備成形体１０の膨出変形は、注入される成形媒体の流量の増加とともに、進行する。
【００６０】
流量検出手段７１は、流量がＱ１に達したことを検出すると、制御装置５０に信号を発する。信号を検出した制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０を後退させるための指令を発する。液圧供給シリンダ４０の後退時は、逆止弁６１が閉じることにより、予備成形体１０および配管手段６０の内部の圧力は、流量がＱ１における圧力であるＰ１に保持されるとともに、ポンプ６３により、液圧供給シリンダ４０の内部に、成形媒体が満たされる。
【００６１】
制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０が後退端に達したら、液圧供給シリンダ４０を再度前進させる。逆止弁６１は、液圧供給シリンダ４０の内部の圧力がＰ１に達することで、開き、成形媒体の注入が再開される。液圧供給シリンダ４０の前進が継続し、流量検出手段７１により流量がＱ２に達したことが検出されると、制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０を後退させるための指令を発する。
【００６２】
液圧供給シリンダ４０の後退時は、逆止弁６１が閉じることにより、予備成形体１０および配管手段６０の内部の圧力は、流量がＱ２における圧力であるＰ２に保持されるとともに、ポンプ６３により、液圧供給シリンダ４０の内部に、成形媒体が満たされる。
【００６３】
制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０が後退端に達したら、液圧供給シリンダ４０を再度前進させる。逆止弁６１は、液圧供給シリンダ４０の内部の圧力がＰ２に達することで、開き、成形媒体の注入が再開される。液圧供給シリンダ４０の前進が継続し、流量検出手段７１により流量がＱ３に達したことが検出されると制御装置５０は、成形を完了させる。なお、流量がＱ３における圧力は、最終圧力Ｐ３である。
【００６４】
以上のように、状態検出手段として、流量検出手段７１を適用する場合においても、液圧供給シリンダ４０の容量に対して２倍以上の容積を有する大型の成形品が得られる。
【００６５】
なお、状態検出手段として位置検出手段７２を適用する場合も、液圧供給シリンダ４０の後退指令のタイミングを良好に検出することが可能である。例えば、位置検出手段７２によって検出される液圧供給シリンダ４０の移動量と、液圧供給シリンダ４０の２次側ピストン面積４２との積により、液圧供給シリンダ４０から供給される成形媒体の流量Ｑが決定できる。
【００６６】
つまり、流量検出手段７１の検出値の替わりに、位置検出手段７２の検出値を利用可能である。さらに、液圧供給シリンダ４０のストロークエンドを検出したタイミングで、液圧供給シリンダ４０を後退させることもできる。この場合、液圧供給シリンダ４０の能力を最大限に利用することが可能である。
【００６７】
また、状態検出手段として時間検出手段５１を適用する場合においても、同様である。例えば、液圧供給シリンダ４０の前進する移動速度Ｖは、駆動手段である油圧機器などの仕様により決定でき、一方、時間検出手段５１は、液圧供給シリンダ４０の前進時間を検出できる。したがって、液圧供給シリンダ４０の２次側ピストン面積４２と、移動速度Ｖと、移動時間Ｔとの積から、成形媒体の流量Ｑが決定できる。つまり、流量検出手段７１の検出値の替わりに、時間検出手段５１の検出値を利用可能である。
【００６８】
次に、状態検出手段として流量検出手段７１および圧力検出手段７０の組み合わせを適用する場合を、説明する。
【００６９】
まず、制御装置５０からの指示により、液圧供給シリンダ４０を前進させ、成形媒体の注入を開始すると、予備成形体１０の膨出変形は、注入される成形媒体の流量の増加とともに、進行する。
【００７０】
流量検出手段７１は、流量がＱ１に達したことを検出すると、制御装置５０に信号を発する。信号を検出した制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０を後退させるための指令を発する。液圧供給シリンダ４０の後退時は、逆止弁６１が閉じることにより、予備成形体１０および配管手段６０の内部の圧力は、流量がＱ１における圧力であるＰ１に保持されるとともに、ポンプ６３により、液圧供給シリンダ４０の内部に、成形媒体が満たされる。
【００７１】
制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０が後退端に達したら、液圧供給シリンダ４０を再度前進させる。逆止弁６１は、液圧供給シリンダ４０の内部の圧力がＰ１に達することで、開き、成形媒体の注入が再開される。液圧供給シリンダ４０の前進が継続し、流量検出手段７１により流量がＱ２に達したことが検出されると、制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０を後退させるための指令を発する。
【００７２】
液圧供給シリンダ４０の後退時は、逆止弁６１が閉じることにより、予備成形体１０および配管手段６０の内部の圧力は、流量がＱ２における圧力であるＰ２に保持されるとともに、ポンプ６３により、液圧供給シリンダ４０の内部に、成形媒体が満たされる。
【００７３】
制御装置５０は、液圧供給シリンダ４０が後退端に達したら、液圧供給シリンダ４０を再度前進させる。逆止弁６１は、液圧供給シリンダ４０の内部の圧力がＰ２に達することで、開き、成形媒体の注入が再開される。液圧供給シリンダ４０の前進が継続し、圧力検出手段７０により圧力がＰ３（最終圧力）に達したことが検出されると、制御装置５０は、成形を完了させる。
【００７４】
以上のように、状態検出手段として、流量検出手段７１および圧力検出手段７０の組み合わせを適用する場合においても、液圧供給シリンダ４０の容量に対して２倍以上の容積を有する大型の成形品が得られる。
【００７５】
なお、成形初期と中間期においては成形媒体の流量の検出値に基づいて、終了時においては成形媒体の圧力の検出値に基づいて、液圧供給シリンダを後退させるための指令を発しているが、例えば、成形初期および終了時において成形媒体の圧力の検出値に基づいて、中間期において成形媒体の流量の検出値に基づいてというように、任意に組み合わせることも可能である。
【００７６】
また、図７に示されるように、予備成形体１０の膨出部の頂点１５が、上型３０および下型３５のキャビティ３１，３６に最初に接する中間期（圧力Ｐ２）を過ぎた付近において、成形媒体の流量の変化ΔＱに対する成形媒体の圧力の変化ΔＰの比率Ｒ（＝ΔＰ／ΔＱ）が急増する。したがって、比率Ｒに基づいて、液圧供給シリンダ４０の後退タイミングを制御することも可能である。
【００７７】
つまり、圧力検出手段７０の検出値（成形媒体の圧力）と、流量検出手段７１の検出値（成形媒体の流量）と、時間検出手段５１の検出値（液圧供給シリンダ４０の前進時間）とを利用して、比率Ｒを算出し、当該比率Ｒに基づいて、成形過程が中間期にきたことを判断し、液圧供給シリンダ４０に後退指令を発することも可能である。
【００７８】
以上のように、本発明の実施の形態に係る液圧成形方法においては、液圧供給シリンダを前進させ、予備成形体が所定の成形進行状態となった瞬間に、成形媒体の圧力を保持したまま液圧供給シリンダを後退させ、その後、液圧供給シリンダを再度前進させることを、適宜繰り返すことによって、液圧供給シリンダの容量以上の成形品を得ることができる。
【００７９】
したがって、多品種の部品の製造に対応するために、容量に余裕を持った大型の液圧供給シリンダを設ける必要はなく、液圧成形装置の大型化を避けることが可能である。また、液圧供給シリンダとして複動型シリンダを適用する必要がないため、成形品の寸法精度や再現性などの製品品質に、影響が及ばない。つまり、液圧供給シリンダの容量を越える大型の成形品を高精度で得られる液圧成形方法を提供することが可能である。
【００８０】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【００８１】
例えば、予備成形体の成形進行状態の正確なモニタリングは、上記の種々の検出手段に基づくことに限定されず、金型内部に距離センサを設け、予備成形体の成形進行状態を直接モニタリングすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態に係る成形品を説明するための斜視図である。
【図２】図１に示される成形品に係る予備成形体を説明するための斜視図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに関する断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る液圧成形装置を説明するための断面図である。
【図５】図４に示される液圧成形装置における液圧成形の終了時を説明するための断面図である。
【図６】成形媒体の圧力と流量の関係と、液圧供給シリンダの後退指令のタイミングを説明するための断面図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は、液圧成形の開始時、初期、中間期、終了時を示している。
【図７】予備成形体の膨出変形の進行による成形媒体の圧力と流量の経時変化を示しているグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１０・・予備成形体、
１１，１２・・板材、
１３・・接合部、
１４・・液圧注入部、
１５・・頂点、
１８・・開口部、
１９・・注入口、
２０・・成形品、
３０，３５・・金型（上型および下型）、
３１，３６・・キャビティ、
３２・・角部近傍、
３３・・凹溝、
３４・・凹部、
３７・・ノズル部、
３８・・流路、
４０・・液圧供給シリンダ、
４１・・１次側ピストン面積、
４２・・２次側ピストン面積、
４３・・ピストン、
４５・・作動手段、
５０・・制御装置、
５１・・時間検出手段、
６０，６５・・配管手段、
６１，６２・・逆止弁、
６３・・ポンプ、
６４，６７・・タンク、
６６・・切換バルブ、
７０・・圧力検出手段、
７１・・流量検出手段、
７２・・位置検出手段、
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・圧力、
ΔＰ・・圧力変化、
Ｑ，Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３・・流量、
ΔＱ・・流量変化、
Ｖ・・移動速度、
Ｔ・・移動時間。
【図１】
2005095912.tif 000003
【図２】
2005095912.tif 000004
【図３】
2005095912.tif 000005
【図４】
2005095912.tif 000006
【図５】
2005095912.tif 000007
【図６】
2005095912.tif 000008
【図７】
2005095912.tif 000009